RU2730052C2 - Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle - Google Patents
Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730052C2 RU2730052C2 RU2018118948A RU2018118948A RU2730052C2 RU 2730052 C2 RU2730052 C2 RU 2730052C2 RU 2018118948 A RU2018118948 A RU 2018118948A RU 2018118948 A RU2018118948 A RU 2018118948A RU 2730052 C2 RU2730052 C2 RU 2730052C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bunker
- microprocessor
- sand
- cable
- level
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Устройство дистанционного контроля уровня сыпучей среды в бункере железнодорожного транспортного средства.A device for remote control of the level of bulk media in the bunker of a railway vehicle.
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования на железнодорожном подвижном составе. В частности может быть использовано для дистанционного измерения текущего уровня песка в металлических бункерах и для прогнозирования резерва песка на предстоящий путь движения железнодорожного состава.The invention relates to measuring equipment and is intended for use on railway rolling stock. In particular, it can be used to remotely measure the current level of sand in metal bunkers and to predict the sand reserve for the upcoming route of the train.
В настоящее время уровень заполнения бункеров песком на электроподвижном составе, в частности на электровозах и тепловозах, определяют, как правило, вручную, простукиванием стенок бункеров металлическим предметом и, по изменению акустического звучания, свойственному границе верхнего слоя песка, делают вывод об остатке песка в бункере. Однако не все песочные бункера находятся в свободном доступе для локомотивной бригады. Например, на некоторых современных электровозах доступ к бункерам отсутствует или же ограничен вследствие того, что песочные бункера находятся в высоковольтных камерах, которые должны быть опломбированы. В то же время, железнодорожный подвижной состав не оснащен устройствами дистанционного определения уровня песка в бункерах во время движения и оповещения машиниста о текущей ситуации для расчета количества песка до следующей заправки бункеров.At present, the level of filling bunkers with sand on electric rolling stock, in particular on electric locomotives and diesel locomotives, is determined, as a rule, manually, by tapping the walls of the bunkers with a metal object and, according to the change in the acoustic sound characteristic of the boundary of the upper layer of sand, a conclusion is made about the remaining sand in the bunker ... However, not all sand bunkers are freely available for the locomotive crew. For example, on some modern electric locomotives, access to the bunkers is not available or is limited due to the fact that the sand bins are located in high-voltage chambers, which must be sealed. At the same time, the railway rolling stock is not equipped with devices for remote determination of the level of sand in bunkers while driving and notifying the driver about the current situation to calculate the amount of sand before the next filling of bunkers.
Из уровня техники известно устройство для контроля уровня сыпучих материалов, содержащее двухэлектродный емкостный датчик, подключенный к схеме обработки сигнала с генератором постоянного напряжения. Генератор постоянного напряжения выполнен в виде таймера, а схема обработки сигнала выполнена в виде генератора пилообразного напряжения, пикового детектора, первого и второго разрядно-зарядных резисторов, дополнительного конденсатора, показывающего прибора, подключенного к пиковому детектору, и блока контроля неисправностей, выполненного в виде компаратора с переменной установкой, транзисторного ключа и светодиода (см. пат. SU №1777447, МПК: G01F 23/26, опубл. 20.04.1999) - аналог.A device for monitoring the level of bulk materials is known from the prior art, comprising a two-electrode capacitive sensor connected to a signal processing circuit with a constant voltage generator. The constant voltage generator is made in the form of a timer, and the signal processing circuit is made in the form of a sawtooth voltage generator, a peak detector, the first and second discharge-charging resistors, an additional capacitor, an indicating device connected to the peak detector, and a fault monitoring unit made in the form of a comparator with variable setting, transistor key and LED (see US Pat. SU No. 1777447, IPC:
Недостатком известного решения является то, что использование указанного устройства на железнодорожном транспортном средстве не обеспечивает достаточной надежности результатов контроля ввиду его сложности. В реальных условиях выход его из строя может быть не замечен машинистом, что может привести к нарушению контроля за адекватностью сцепления колесных пар с рельсами.The disadvantage of the known solution is that the use of the specified device on a railway vehicle does not provide sufficient reliability of the control results due to its complexity. In real conditions, its failure may not be noticed by the driver, which can lead to a violation of the control over the adequacy of the adhesion of wheelsets to the rails.
Наиболее близким к заявляемому решению является «Устройство для емкостного определения и/или контроля уровня заполнения» содержащее, по меньшей мере, одно зондовое устройство, которое электрически изолировано по отношению к среде, и, по меньшей мере, один электронный блок, который подает на зондовое устройство, по меньшей мере, один электрический управляющий сигнал и который принимает от зондового устройства электрически измеренный сигнал и оценивает измеренный сигнал с точки зрения уровня заполнения. При этом управляющий сигнал является электрическим сигналом по переменному напряжению. Электронный блок выполнен таким образом, что он на фазе измерения подает на зондовое устройство управляющий сигнал. Кроме того, он на фазе тестирования подает на зондовое устройство тест-сигнал. При этом на фазе тестирования блок принимает от зондового устройства измеренный тест-сигнал. Тест-сигнал сформирован таким образом, что он имеет, по меньшей мере, один участок с постоянным, в основном, значением напряжения. Технический результат: возможность распознавания проникновения среды через изоляцию зондового устройства (патент РФ №2366905, МПК: G01F 23/26, опубл. 10.09.2009, бюл. №25) - прототип.Closest to the claimed solution is "Device for capacitive determination and / or control of the fill level" containing at least one probe device, which is electrically isolated with respect to the medium, and at least one electronic unit, which feeds the probe device, at least one electrical control signal and which receives from the probe device an electrically measured signal and evaluates the measured signal in terms of the fill level. In this case, the control signal is an alternating voltage electrical signal. The electronic unit is designed in such a way that it supplies a control signal to the probe during the measurement phase. In addition, it sends a test signal to the probe during the testing phase. In this case, during the testing phase, the unit receives the measured test signal from the probe. The test signal is formed in such a way that it has at least one section with a substantially constant voltage value. Technical result: the ability to recognize the penetration of the medium through the insulation of the probe device (RF patent No. 2366905, IPC:
Недостатком известного решения является низкая эффективность и надежность работы, что обусловлено следующим. Из текста описания прототипа следует, что известное техническое решение разработано, в основном для электропроводящих сред (под средой авторы известного изобретения подразумевают жидкость), и только в исключительных случаях речь может идти о сыпучих материалах. Из схемы и описания прототипа также вытекает, что при наличии более одного зонда, требуется использование нескольких источников постоянного тока или необходим коммутатор переключения тест-сигнала между зондами, что существенно усложняет всю конструкцию. Из описания прототипа также вытекает, что для определения уровня среды используется переменный двухполярный сигнал с неопределенной в прототипе тактовой частотой. Из проведенного исследования следует, что для точности измерения сигнала частота переменного напряжения должна быть на порядок больше промышленной частоты 50 Гц и находится в области килогерцового диапазона. Для формирования переменного сигнала с такой высокой частотой конструкция известного изобретения при применении его к железнодорожному подвижному составу с количеством бункеров более одного усложняется и его работа становится неэффективной и ненадежной.The disadvantage of the known solution is the low efficiency and reliability of work, which is due to the following. From the text of the description of the prototype, it follows that the known technical solution was developed mainly for electrically conductive media (the authors of the known invention mean liquid by the medium), and only in exceptional cases we can talk about bulk materials. It also follows from the diagram and description of the prototype that in the presence of more than one probe, the use of several direct current sources is required or a switch for switching the test signal between the probes is required, which significantly complicates the entire design. It also follows from the description of the prototype that an alternating bipolar signal with a clock frequency undefined in the prototype is used to determine the level of the environment. It follows from the study that for the accuracy of signal measurement, the frequency of the alternating voltage must be an order of magnitude higher than the power frequency of 50 Hz and is in the range of the kilohertz range. To generate an alternating signal with such a high frequency, the structure of the known invention, when applied to a railway rolling stock with more than one bunker, becomes more complicated and ineffective and unreliable.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение эффективности и надежности работы устройства, путем повышения точности определения текущего уровня песка в песочных бункерах и прогнозирования его резерва на предстоящий путь движения железнодорожного состава с возможностью информирования локомотивных бригад о своевременной заправке электроподвижного состава песком.The technical result, which the claimed solution is aimed at, is to increase the efficiency and reliability of the device by increasing the accuracy of determining the current level of sand in sand bunkers and predicting its reserve for the forthcoming track of the train with the ability to inform locomotive crews about the timely refueling of electric rolling stock with sand.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство дистанционного контроля уровня сыпучей среды в бункерах железнодорожного транспортного средства содержит зонды выполненные в виде тросов, каждый из которых, размещен в отдельном бункере со средой и электрически изолирован по отношению к ней, и электронный блок со встроенным микропроцессором, причем зонд выполнен в виде металлического троса, который размещен в средней зоне поперечного сечения бункера между верхним и нижним основанием бункера в натянутом состоянии, диаметр металлического троса составляет от 5% до 10% от ширины бункера, а на внешней поверхности корпуса каждого бункера установлен усилитель электрического сигнала, соединенный с металлическим тросом, при этом каждый усилитель электрического сигнала связан входом-выходом с входом-выходом микропроцессора, выполненного с возможностью передачи через заданные интервалы времени однополярного частотного сигнала прямоугольной формы через входы усилителей электрического сигнала на металлические тросы и приема с металлических тросов через выходы усилителей электрического сигнала, а микропроцессор соединен посредством CAN - шины с интерфейсом системы управления железнодорожного транспортного средства.The specified technical result is achieved by the fact that the device for remote control of the level of a granular medium in the bunkers of a railway vehicle contains probes made in the form of cables, each of which is placed in a separate bunker with the medium and electrically isolated with respect to it, and an electronic unit with a built-in microprocessor, moreover, the probe is made in the form of a metal cable, which is located in the middle zone of the cross-section of the hopper between the upper and lower base of the hopper in a taut state, the diameter of the metal cable is from 5% to 10% of the width of the hopper, and an electric amplifier is installed on the outer surface of the body of each hopper. signal connected to a metal cable, while each amplifier of the electrical signal is connected by input-output to the input-output of a microprocessor configured to transmit at specified time intervals a unipolar frequency signal of a rectangular shape through the inputs of the amplifiers of the electrical signal to metal cables and reception from metal cables through the outputs of the amplifiers of the electrical signal, and the microprocessor is connected via CAN - bus with the interface of the control system of the railway vehicle.
Устройство, характеризующееся тем, что диаметр металлического троса составляет не более 10% от ширины бункера.A device characterized in that the diameter of the metal cable is no more than 10% of the width of the hopper.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 - представлена блок схема устройства дистанционного контроля, на фиг. 2 - показана средняя зона размещения металлического троса в бункере.The claimed solution is concretized in FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 is a block diagram of a remote control device; FIG. 2 - shows the middle area of the metal cable placement in the bunker.
Устройство дистанционного контроля уровня сыпучей среды в бункерах железнодорожного транспортного средства содержит электронный блок 1, встроенный микропроцессор 2, зонды 3-10, каждый из которых выполнен в виде металлического троса и размещен в соответствующем песочном бункере 11-18, на внешней поверхности каждого из которых размещены усилители электрического сигнала 19-26. Один вход усилителя соединен с соответствующим металлическим тросом 3-10 посредством соответствующего сигнального провода 27-34, а другой вход сигнальным проводом 35-42 соответствующего бункера соединен с корпусом соответствующего бункера, каждый из которых имеет верхнее основание бункера 43-50 и нижнее основание бункера 51-58. Встроенный микропроцессор 2 связан с усилителями 19-26 электрических сигналов электрическими соединениями. Металлический трос 3-10 установлен внутри соответствующего бункера в натянутом состоянии между верхним 43-50 и нижним 51-58 его основаниями и изолирован от бункера (корпуса) в верхнем основании бункера изолятором 59-66, а в нижнем основании бункера изолятором 67-74. Усилитель 19-26 электрического сигнала установлен на внешней поверхности корпуса соответствующего бункера 11-18 и одним входом посредством сигнального провода 27-34 пропущен через изолятор 59-66 и соединен со своим тросом 3-10. Другой вход усилителя посредством сигнального провода 35-42 соединен с корпусом соответствующего бункера 11-18, а своим выходом с микропроцессором 2. Вход электронного блока 1 соединен с бортовой сетью 75 питания цепей управления электровоза, а выход электронного блока 1 соединен посредством CAN-шины с интерфейсом системы 76 управления электровоза.The device for remote control of the level of a granular medium in the bunkers of a railway vehicle contains an electronic unit 1, a built-in
В заявляемом изобретении использован маломощный однополярный сигнал килогерцового частотного диапазона, который легче формировать логической схематехникой и определять с достаточной точностью измерения уровень сыпучей среды, например песка, в песочных бункерах железнодорожного транспортного средства во время его движения без внесения существенных изменений в конструкцию.In the claimed invention, a low-power unipolar signal of a kilohertz frequency range is used, which is easier to form with a logical circuit technique and to determine with sufficient accuracy of measurement the level of a granular medium, such as sand, in the sand bunkers of a railway vehicle during its movement without making significant changes to the design.
Для измерения уровня заполнения бункеров сыпучей средой, а именно песком, трос размещен в бункере. Песок содержит небольшое количество влаги, процент которой не влияет на точность измерения уровня заполнения бункеров при помощи предложенного устройства. Металлический трос имеет изолированную оболочку, которая защищает его от соприкосновения с песком, коррозии, износа, увеличивает срок его службы и тем самым достигается точность измерения на протяжении всего срока службы тягового подвижного состава.To measure the filling level of the bins with a bulk medium, namely sand, the cable is placed in the bunker. The sand contains a small amount of moisture, the percentage of which does not affect the accuracy of measuring the filling level of the bins using the proposed device. The metal cable has an insulated sheath that protects it from contact with sand, corrosion, wear, increases its service life, and thereby achieves measurement accuracy throughout the service life of the traction rolling stock.
Бункер закреплен в транспортном средстве вдоль стенки кузова и представляет собой параллелепипед, наиболее длинная сторона которого (С) направлена вертикально - высота бункера, широкая сторона (А) вдоль кузова - ширина бункера, а узкая (В) от кузова внутрь кузовного пространства - глубина бункера. Трос размещен вдоль длинных сторон (С) бункера (поперечного сечения бункера) в средней его части в области границы установленной средней зоны. Средняя зона определяется для каждого поперечного сечения бункера (бункера), как зона, включающая центральную точку поперечного сечения и распространенная к его боковым сторонам (А) и (В) таким образом, что по глубине бункера (В) не превышает 0,5(В), а по ширине бункера границы средней зоны расположены к сторонам (В) не ближе чем на величину равную (В). Расположение средней зоны 77 конкретизировано на фиг. 2.The bunker is fixed in the vehicle along the wall of the body and is a parallelepiped, the longest side of which (C) is directed vertically - the height of the bunker, the wide side (A) along the body - the width of the bunker, and the narrow side (B) from the body into the body space - the depth of the bunker ... The cable is placed along the long sides (C) of the bunker (cross-section of the bunker) in its middle part in the area of the border of the established middle zone. The middle zone is determined for each cross-section of the bunker (bunker), as a zone including the center point of the cross-section and extended to its lateral sides (A) and (B) in such a way that the depth of the bunker (B) does not exceed 0.5 (B ), and along the width of the bunker, the boundaries of the middle zone are located to the sides (B) no closer than by an amount equal to (B). The location of the
Максимально достоверный, но не единственно приемлемый, технический результат измерений будет достигаться, в случае если металлический трос равноудален относительно внутренних боковых поверхностей корпуса бункера. В этом случае трос будет закреплен по центру продольная ось которого пересекает точку пересечения накрест лежащих диагоналей верхнего основания бункера (43) и точку пересечения накрест лежащих диагоналей нижнего основания бункера (51). Однако, для достижения заявляемого технического результата достаточно расположение троса в средней зоне, показанной на фиг. 2.The most reliable, but not the only acceptable, technical measurement result will be achieved if the metal cable is equidistant relative to the inner side surfaces of the hopper body. In this case, the cable will be fixed in the center, the longitudinal axis of which crosses the point of intersection of the diagonals of the upper base of the bin (43) and the point of intersection of the diagonals of the lower base of the bin (51). However, to achieve the claimed technical result, the location of the cable in the middle zone shown in FIG. 2.
Трос в бункере может быть закреплен с помощью изоляторов на уровне плоскости нижнего и верхнего основания бункера, а может быть закреплен с помощью кронштейнов с удалением от нижнего и верхнего оснований на расстоянии. Причем, уровень песка в бункере определяется на расстоянии от верхней до нижней точки троса при вертикальном его расположении.The cable in the bunker can be fixed with insulators at the level of the plane of the lower and upper bases of the bunker, or it can be fixed with brackets at a distance from the lower and upper bases. Moreover, the level of sand in the bunker is determined at a distance from the upper to the lower point of the cable with its vertical position.
Что касается длины троса в бункере и его натяжения между верхней и нижней поверхностями бункера, то в рамках данной заявки трос «натянут», означает - длина троса должна быть менее или равна высоте бункера между нижним и верхним его основаниями, а сам трос должен быть в натянутом положении. Допустимое отклонение от вертикальной оси натянутого троса определено возвратом его в прямолинейное положение после прекращения воздействия внешних сил, действующих на любые точки троса в бункере не заполненного сыпучей средой. Натянутое состояние троса препятствует отклонению от прямолинейного положения при воздействии силы, действующей от песка на боковые грани бункера при засыпке. Установка троса внутри бункера в натянутом состоянии является одним из необходимых условий достижения технического результата, поскольку обеспечивает точность измерения сигнала.As for the length of the cable in the bunker and its tension between the upper and lower surfaces of the bunker, then within the framework of this application the cable is "stretched", which means that the length of the cable must be less than or equal to the height of the bunker between its lower and upper bases, and the cable itself must be in taut position. The permissible deviation from the vertical axis of the tensioned cable is determined by its return to a straight-line position after the cessation of the influence of external forces acting on any points of the cable in the bunker not filled with a granular medium. The tensioned state of the cable prevents deviation from the straight-line position when the force acting from the sand on the side edges of the hopper is applied during filling. Installing the cable inside the hopper in a taut state is one of the necessary conditions for achieving the technical result, since it ensures the accuracy of signal measurement.
Если длина троса превышает расстояние между верхним и нижним основанием бункера, то выход троса за границы верхнего и нижнего основания бункера не должен превышать 0,5 В с каждой стороны, а уровень песка в бункере будет определятся на расстоянии от верхнего до нижнего основания бункера.If the length of the cable exceeds the distance between the upper and lower base of the bunker, then the exit of the cable beyond the boundaries of the upper and lower base of the bunker should not exceed 0.5 V on each side, and the level of sand in the bunker will be determined at a distance from the upper to the lower base of the bunker.
Диаметр металлического троса составляет от 5 до 10% размера ширины бункера (например, 8 мм), имеет изолированную оболочку, которая защищает его от соприкосновения с песком, коррозии, износа, увеличивает срок его службы и тем самым достигается точность измерения на протяжении всего срока службы тягового подвижного состава. Диаметр троса и область его установки внутри бункера является необходимыми условиями для достижения технического результата, поскольку этим обеспечивается точность измерения сигнала.The diameter of the metal cable is from 5 to 10% of the width of the hopper (for example, 8 mm), has an insulated shell that protects it from contact with sand, corrosion, wear, increases its service life and thereby achieves measurement accuracy throughout the entire service life traction rolling stock. The diameter of the cable and the area of its installation inside the hopper are necessary conditions for achieving the technical result, since this ensures the accuracy of signal measurement.
Устройство содержит микропроцессор, который выходом-входом соединен с входами-выходами усилителей электрического сигнала, а через них с тросами, и единовременно подает частотный сигнал одной полярности прямоугольной формы со своего выхода на входы усилителей электрического сигнала и имеет возможность единовременно считывать аналоговый сигнал с выходов усилителей электрического сигнала. Это существенно упрощает устройство по сравнению с прототипом и повышает его эффективность в отношении контроля уровня сыпучей среды. Усилитель электрического сигнала, соединенный с тросом сигнальным проводом, установлен на внешней поверхности корпуса каждого бункера для того, чтобы обеспечить стабильный, надежный прием и передачу электрических сигналов с троса на свой вход и далее со своего выхода на вход микропроцессора и обратно. Микропроцессор соединен CAN-шиной с интерфейсом системы управления железнодорожного транспортного средства для вывода на дисплей машиниста оцифрованных данных об уровне сыпучей среды во всех бункерах, что позволяет дистанционно и единовременно контролировать уровень заполнения бункеров песком и информировать локомотивную бригаду о запасе песка на предстоящий путь движения. Это также служит повышению эффективности устройства. Микропроцессор задает алгоритм и интервал активной фазы определения уровня заполнения бункера сыпучим материалом. Использование микропроцессора и периодическое включение активной фазы контроля снижает энергопотребление и является достаточным для определения изменения текущего уровня сыпучей среды в бункере, что так же, как и остальные существенные признаки, значительно упрощает устройство и повышает его эффективность в отношении контроля уровня сыпучей среды в бункерах железнодорожного транспортного средства.The device contains a microprocessor, which is output-input connected to the inputs-outputs of the electric signal amplifiers, and through them with cables, and simultaneously supplies a frequency signal of one polarity of a rectangular shape from its output to the inputs of the electric signal amplifiers and has the ability to simultaneously read the analog signal from the outputs of the amplifiers electrical signal. This greatly simplifies the device in comparison with the prototype and increases its efficiency in terms of control of the level of bulk media. An electric signal amplifier connected to the cable by a signal wire is installed on the outer surface of the housing of each hopper in order to ensure stable, reliable reception and transmission of electrical signals from the cable to its input and then from its output to the microprocessor input and back. The microprocessor is connected by a CAN-bus with the interface of the control system of the railway vehicle to display digitized data on the level of the bulk medium in all bins on the driver's display, which allows remotely and simultaneously control the level of filling the bunkers with sand and inform the locomotive crew about the sand supply for the upcoming route. It also serves to improve the efficiency of the device. The microprocessor sets the algorithm and the interval of the active phase for determining the level of filling the bunker with bulk material. The use of a microprocessor and periodic activation of the active control phase reduces energy consumption and is sufficient to determine the change in the current level of the granular medium in the bunker, which, like other essential features, greatly simplifies the device and increases its efficiency in controlling the level of granular medium in bunkers of railway transport facilities.
Устройство дистанционного контроля уровня сыпучей среды в бункерах железнодорожного транспортного средства (фиг. 1) рассмотрено на примере его применения к электровозам серии 2ЭС6, в частности, для одной секции электровоза, поскольку в каждой секции устройство является законченным изделием. Электронный блок 1 размещен в машинном отделении кузова электровоза, рядом с точкой подключения его к CAN-шине системы 76 управления электровоза. Соединительные кабели имеют экранированную оболочку и достаточную длину для прокладки по боковым продольным стенкам кузова электровоза. Кабели заканчиваются разъемами, которые подключены с одной стороны к усилителям 19-26 электрических сигналов, а с другой стороны к электронному блоку 1.A device for remote control of the level of a granular medium in bunkers of a railway vehicle (Fig. 1) is considered on the example of its application to electric locomotives of the 2ES6 series, in particular, for one section of an electric locomotive, since in each section the device is a finished product. The electronic unit 1 is located in the engine room of the body of the electric locomotive, near the point of its connection to the CAN bus of the electric
Устройство дистанционного контроля уровня сыпучей среды в бункерах железнодорожного транспортного средства (фиг. 1) работает следующим образом: электронный блок 1 получает питание от бортовой сети 75 низкого напряжения локомотива. Микропроцессор 2, встроенный в блок 1, формирует частотный однополярный сигнал прямоугольной формы, который от электронного блока 1 по соединительным кабелям передается к усилителям 19-26 электрического сигнала.The device for remote control of the level of a granular medium in the bunkers of a railway vehicle (Fig. 1) operates as follows: the electronic unit 1 receives power from the on-board
Частотный однополярный сигнал прямоугольной формы принимается усилителем 19-26 сигнала и передается по короткому проводу 27-34 на трос 3-10 (диаметром 8 мм) в верхнем или нижнем основании корпуса бункера 11-18. Электрический частотный однополярный сигнал по тросу проходит через песок и воздушный промежуток между стенками бункера и замыкается через его корпус посредством сигнального провода 35-42 со вторым выходом усилителя сигналов, образуя тем самым электрическую цепь с емкостным сопротивлением. Поскольку емкостное сопротивление песка на порядок меньше емкостного сопротивления воздушной среды, то измеряемый сигнал пропорционально зависит от уровня сыпучей среды и усиливается усилителем 19-26 электрического сигнала. Усиленный аналоговый сигнал с выхода усилителя поступает обратно, каждый по своему проводу, на вход микропроцессора 2, который и обрабатывает все сигналы. Микропроцессор 2, получив от каждого усилителя 19-26 аналоговый сигнал, с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) оцифровывает его. Одновременно электронный блок 1, соединенный информационной CAN-шиной с системой 76 управления электровоза, получает информацию о текущем пробеге электровоза. При достаточно быстром увеличении уровня песка в бункере, связанного с его засыпкой на пунктах экипировки электровозов, микропроцессор записывает информацию о текущем пробеге электровоза в электронную энергонезависимую память. По мере высыпания песка из бункера микропроцессор определяет по специально разработанной формуле его остаток и рассчитывает высыпанное количество. На основании зафиксированного пробега электровоза с полным бункером и текущего пробега электровоза микропроцессор рассчитывает среднюю удельную величину высыпанного количества песка на один километр пройденного пути. По оставшемуся в бункере количеству песка микропроцессор рассчитывает его запас на предстоящий путь движения электровоза. После замера уровня песка блок обработки формирует команду на отключение встроенного генератора и переходит в режим ожидания. Периодичность включения функции измерения текущего уровня песка зависит от встроенного таймера микроконтроллера 2 или команды, приходящей от системы 76 управления электровозом. Полученную информацию об уровне наполненности каждого бункера песком и его запасе, микропроцессор передает по CAN-шине в систему управления электровоза, на дисплей машиниста. Защита обслуживающего персонала или локомотивной бригады от поражения электрическим током обеспечена тем, что заявленная полезная модель получает питание от бортовой сети 75 локомотива с напряжением до 110 В, заземлением корпуса усилителя и использованием в схеме генератора переменного сигнала низкого напряжения до 30 В. Устройство прошло тестовые испытания и может быть применено на всех электровозах постоянного и переменного тока, которые эксплуатируются на Российских железных дорогах.The frequency unipolar signal of a rectangular shape is received by the signal amplifier 19-26 and is transmitted through a short wire 27-34 to a cable 3-10 (8 mm in diameter) in the upper or lower base of the bunker body 11-18. An electrical frequency unipolar signal on a cable passes through the sand and the air gap between the walls of the bunker and is closed through its body by means of a signal wire 35-42 with the second output of the signal amplifier, thereby forming an electrical circuit with a capacitive resistance. Since the capacitance of the sand is an order of magnitude less than the capacitance of the air medium, the measured signal proportionally depends on the level of the bulk medium and is amplified by the amplifier 19-26 of the electrical signal. The amplified analog signal from the amplifier output is fed back, each along its own wire, to the input of
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118948A RU2730052C2 (en) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118948A RU2730052C2 (en) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018118948A RU2018118948A (en) | 2019-11-25 |
| RU2018118948A3 RU2018118948A3 (en) | 2020-03-23 |
| RU2730052C2 true RU2730052C2 (en) | 2020-08-14 |
Family
ID=68652496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118948A RU2730052C2 (en) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2730052C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752480C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-07-28 | Андрей Александрович Михайлов | Sand consumption control device in sandbox bunker of locomotive |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933041A (en) * | 1974-09-30 | 1976-01-20 | Hyer Industries, Inc. | Bulk material level measuring system |
| SU512379A1 (en) * | 1974-02-14 | 1976-04-30 | Куйбышевский Филиал Специального Конструкторского Бюро По Автоматике В Нефтепереработке И Нефтехимии | Device for measuring the level of solids |
| CN2856943Y (en) * | 2006-07-31 | 2007-01-10 | 周星辰 | Gravity material charge level detector |
| RU2366905C1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-09-10 | Эндресс+Хаузер Гмбх+Ко. Кг | Device for capacitance detection and/or control of filling level |
| DE102008030989A1 (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining a state variable of a freight car, telematics device and freight wagons |
| RU2439505C1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Device to monitor fuel consumption |
| DE102013201982A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | Horsch Maschinen Gmbh | Reservoir of an agricultural distribution machine with capacitive filling level measuring device |
-
2018
- 2018-05-23 RU RU2018118948A patent/RU2730052C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU512379A1 (en) * | 1974-02-14 | 1976-04-30 | Куйбышевский Филиал Специального Конструкторского Бюро По Автоматике В Нефтепереработке И Нефтехимии | Device for measuring the level of solids |
| US3933041A (en) * | 1974-09-30 | 1976-01-20 | Hyer Industries, Inc. | Bulk material level measuring system |
| RU2366905C1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-09-10 | Эндресс+Хаузер Гмбх+Ко. Кг | Device for capacitance detection and/or control of filling level |
| CN2856943Y (en) * | 2006-07-31 | 2007-01-10 | 周星辰 | Gravity material charge level detector |
| DE102008030989A1 (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining a state variable of a freight car, telematics device and freight wagons |
| RU2439505C1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Device to monitor fuel consumption |
| DE102013201982A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | Horsch Maschinen Gmbh | Reservoir of an agricultural distribution machine with capacitive filling level measuring device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752480C1 (en) * | 2021-01-13 | 2021-07-28 | Андрей Александрович Михайлов | Sand consumption control device in sandbox bunker of locomotive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018118948A (en) | 2019-11-25 |
| RU2018118948A3 (en) | 2020-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10081379B2 (en) | Broken rail detection system for communications-based train control | |
| US10252735B2 (en) | Route monitoring system and method | |
| US10746777B2 (en) | Stray current sensor | |
| WO2020103394A1 (en) | Method for monitoring location of insulation damage of subway/coal-mine return track and transition resistance thereof | |
| US11124210B2 (en) | Route monitoring system and method | |
| JP7198627B2 (en) | Rail vehicle and power control method for rail vehicle | |
| KR101090957B1 (en) | The return current ratio measurement system for real time leakage current monitoring on the dc railway system | |
| CN108362928A (en) | Contact net voltage non-contact type measuring device and method | |
| RU2730052C2 (en) | Device for remote monitoring of level of loose medium in bunker of railway vehicle | |
| KR101763347B1 (en) | Device for detection of fault location | |
| CN102565648A (en) | DC600V main line on-line insulation monitoring device | |
| KR20120031554A (en) | Pantograph and trolley line contact monitoring system with voltage and current measurement and method thereof | |
| US12337882B2 (en) | Device, system and method for monitoring conditions on a railway track | |
| US10006877B2 (en) | Route examining system and method | |
| KR20190121052A (en) | Non-contact Active DC High Voltage Detector | |
| CN207908574U (en) | Contact net voltage non-contact type measuring device | |
| RU2446972C1 (en) | Method of controlling track integrity and device to this end | |
| CN202471896U (en) | DC600V trunk on-line insulation monitoring device | |
| CN208201541U (en) | A kind of double-block type sleeper railway wireless monitoring system | |
| JP6831746B2 (en) | Electromagnetic noise measurement system | |
| KR102669873B1 (en) | Railway electricity safety management system using artificial intelligence | |
| RU134366U1 (en) | ICE SIGNAL | |
| RU77977U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING THE CONDITION OF THE GROUNDING CHAIN OF REINFORCED CONCRETE SUPPORTS OF THE CONTACT NETWORK | |
| RU203877U1 (en) | SAND FLOW CONTROL DEVICE IN THE LOCOMOTIVE SANDBOX HOPPER | |
| KR101093455B1 (en) | Catenary current detection device |